Perovskite-solceller testet for ydeevne i den virkelige verden - i laboratoriet

Det er kun ti år siden, at metalhalogenidperovskitter blev opdaget som solcellematerialer. I dag, perovskit solceller er næsten lige så effektive som de bedste konventionelle silicium, og der er meget håb om, at de vil blive et yderst effektivt og billigt alternativ, da de kan fremstilles ved ret enkle og hurtige metoder som print.

Den største hindring for kommercialisering er stabiliteten af ​​perovskit-enheder. Driftsstabilitet vurderes almindeligvis enten ved kontinuerlig belysning i laboratoriet eller ved udendørs test. Den første tilgang har den ulempe, at den ikke tager højde for den virkelige verden operationelle variationer i irradians og temperatur på grund af dag-nat og sæsonændringer. Disse er især vigtige for perovskit-solceller på grund af deres langsomme responstider.

På den anden side, udendørs test kræver, at enhederne er indkapslet for at beskytte dem mod udsættelse for barske vejrforhold. Men indkapsling adresserer hovedsageligt parasitiske svigtmekanismer, der ikke nødvendigvis er relateret til selve perovskitmaterialet.

For at undslippe dette dilemma, Wolfgang Tress, en videnskabsmand med Anders Hagfeldts laboratorium ved EPFL, arbejder med kolleger på laboratoriet af Michael Grätzel, bragte de virkelige forhold ind i laboratoriets kontrollerede miljø. Ved hjælp af data fra en vejrstation nær Lausanne reproducerede de de virkelige temperatur- og bestrålingsprofiler fra bestemte dage i løbet af året. Med denne tilgang, forskerne var i stand til at kvantificere apparaternes energiudbytte under realistiske forhold. "Dette er det, der i sidste ende tæller for anvendelsen af ​​solceller i den virkelige verden, " siger Tress.

Undersøgelsen fandt, at temperatur- og strålingsvariationer ikke påvirker ydeevnen af ​​perovskit-solceller på nogen dramatisk måde, og selvom cellernes effektivitet falder lidt i løbet af en dag, det kommer sig i løbet af natten.

"Undersøgelsen giver et yderligere skridt mod vurderingen af ​​ydeevnen og pålideligheden af ​​perovskit-solceller under realistiske driftsforhold, " siger Tress.